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JP2009235950A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Publication number
JP2009235950A
JP2009235950A JP2008081148A JP2008081148A JP2009235950A JP 2009235950 A JP2009235950 A JP 2009235950A JP 2008081148 A JP2008081148 A JP 2008081148A JP 2008081148 A JP2008081148 A JP 2008081148A JP 2009235950 A JP2009235950 A JP 2009235950A
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JP
Japan
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
misfire
passage
exhaust
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008081148A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Ueda
広一 上田
Kota Sata
宏太 佐多
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2008081148A priority Critical patent/JP2009235950A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To surely inhibit emission of HC to atmospheric air even if misfire occurs when exhaust emission control catalyst is not activated yet in a control device for an internal combustion engine. <P>SOLUTION: This control device for the internal combustion engine is provided with an EGR passage connecting an exhaust gas passage and an intake air passage, an EGR valve opening and closing the EGR passage, a crank angle sensor detecting rotation angle of a crankshaft of the internal combustion engine, a misfire detection means detecting the occurrence of misfire based on signal of the crank angle sensor, and an unburned gas recirculation means temporally opening the EGR valve so at to make unburned gas discharged from a cylinder in which the misfire occurs recirculate to the intake air passage through the EGR passage if misfire is detected by the misfire detection means when EGR is stopped by closing the EGR valve. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

特開2001−241353号公報には、クランク角センサの信号に基づいて各気筒毎の膨張行程時の瞬時最低回転速度および瞬時最高回転速度を算出し、それらに基づいて各気筒毎の回転変動偏差を算出することにより、失火気筒を検出する装置が開示されている。   In Japanese Patent Laid-Open No. 2001-241353, an instantaneous minimum rotational speed and an instantaneous maximum rotational speed during an expansion stroke for each cylinder are calculated based on a signal from a crank angle sensor, and a rotational fluctuation deviation for each cylinder is calculated based on these. An apparatus for detecting a misfired cylinder by calculating the above is disclosed.

特開2001−241353号公報JP 2001-241353 A 特開平11−241630号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-241630 特開2004−225654号公報JP 2004-225654 A 特開平11−159362号公報JP-A-11-159362 特開2000−120478号公報JP 2000-120478 A 特開2004−92603号公報JP 2004-92603 A

周知のように、冷間始動直後は、排気浄化触媒が低温であって活性化していないため、排気ガス中の有害成分を十分に浄化することができない。このため、従来より、排気浄化触媒の未活性時におけるエミッションの低減が極めて重要な課題となっている。   As is well known, immediately after the cold start, since the exhaust purification catalyst is low temperature and not activated, harmful components in the exhaust gas cannot be sufficiently purified. For this reason, conventionally, reduction of emissions when the exhaust purification catalyst is inactive has become a very important issue.

失火が生ずると、失火した気筒からは未燃ガスが排気ガスとして排出される。未燃ガスにはHCが多量に含まれる。従って、排気浄化触媒が活性化していない冷間始動直後において偶発的な失火が生じた場合には、多量のHCが浄化されずに大気中へ放出されてしまうという問題がある。上記従来の公報には、このような問題への対策が何ら開示されていない。   When misfire occurs, unburned gas is discharged as exhaust gas from the misfired cylinder. Unburned gas contains a large amount of HC. Therefore, there is a problem that a large amount of HC is released into the atmosphere without being purified when an accidental misfire occurs immediately after a cold start when the exhaust purification catalyst is not activated. The above-mentioned conventional publication does not disclose any countermeasures against such problems.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、排気浄化触媒の未活性時に失火が発生した場合であっても、大気中へのHCの放出を確実に抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and reliably suppresses the release of HC into the atmosphere even when a misfire occurs when the exhaust purification catalyst is inactive. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の排気通路と吸気通路とを接続するEGR通路と、
前記EGR通路を開閉するEGR弁と、
前記内燃機関のクランク軸の回転角度を検出するクランク角センサと、
前記クランク角センサの信号に基づいて、失火の発生を検知する失火検知手段と、
前記EGR弁を閉じることによりEGRが停止されているときに、前記失火検知手段により失火が検知された場合に、その失火した気筒から排出される未燃ガスが前記EGR通路を通って前記吸気通路に還流するように、前記EGR弁を一時的に開く未燃ガス還流手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is a control device for an internal combustion engine,
An EGR passage connecting an exhaust passage and an intake passage of the internal combustion engine;
An EGR valve that opens and closes the EGR passage;
A crank angle sensor for detecting a rotation angle of a crankshaft of the internal combustion engine;
Misfire detection means for detecting the occurrence of misfire based on the signal of the crank angle sensor;
When the EGR is stopped by closing the EGR valve, if misfire is detected by the misfire detection means, unburned gas discharged from the misfired cylinder passes through the EGR passage and the intake passage. Unburned gas recirculation means for temporarily opening the EGR valve so as to recirculate to
It is characterized by providing.

また、第2の発明は、第1の発明において、
排気弁から前記EGR通路までの排気ガスの輸送遅れ時間を算出する輸送遅れ時間算出手段を備え、
前記未燃ガス還流手段は、前記失火した気筒の排気弁開弁期間を前記算出された輸送遅れ時間だけ遅らせた期間において前記EGR弁を開くことを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
A transport delay time calculating means for calculating a transport delay time of the exhaust gas from the exhaust valve to the EGR passage;
The unburned gas recirculation means opens the EGR valve during a period in which an exhaust valve opening period of the misfired cylinder is delayed by the calculated transport delay time.

また、第3の発明は、第2の発明において、
空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段の検出結果に基づいて、前記輸送遅れ時間を補正するための学習値を取得する学習手段と、
前記学習値に基づいて前記輸送遅れ時間を補正する輸送遅れ時間補正手段と、
を備えることを特徴とする。
The third invention is the second invention, wherein
Air-fuel ratio detecting means for detecting the air-fuel ratio;
Learning means for acquiring a learning value for correcting the transport delay time based on a detection result of the air-fuel ratio detection means;
Transport delay time correcting means for correcting the transport delay time based on the learned value;
It is characterized by providing.

また、第4の発明は、第1乃至第3の発明の何れかにおいて、
前記内燃機関は、複数気筒の排気弁開弁期間が時間的に重なるものであり、
前記未燃ガス還流手段により前記EGR弁が一時的に開かれた場合に、前記EGR通路を通って前記吸気通路に還流するガスに、前記失火した気筒の排気弁開弁期間と重なる排気弁開弁期間を有する気筒から排出された不活性ガスが混入する割合を算出する不活性ガス割合算出手段と、
前記不活性ガス割合算出手段により算出された割合に基づいて、燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段と、
を備えることを特徴とする。
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions,
In the internal combustion engine, exhaust valve opening periods of a plurality of cylinders overlap in time,
When the EGR valve is temporarily opened by the unburned gas recirculation means, the exhaust valve opening overlapping the exhaust valve opening period of the misfired cylinder is added to the gas recirculating to the intake passage through the EGR passage. An inert gas ratio calculating means for calculating a ratio of the inert gas discharged from the cylinder having the valve period;
Fuel injection amount correcting means for correcting the fuel injection amount based on the ratio calculated by the inert gas ratio calculating means;
It is characterized by providing.

また、第5の発明は、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の排気通路をバイパスするバイパス通路と、
前記バイパス通路に設けられ、排気ガス中のHCを吸着する機能を有するHC吸着材と、
排気ガスを前記バイパス通路に流す状態と流さない状態とを切り替える流路切替弁と、
前記内燃機関のクランク軸の回転角度を検出するクランク角センサと、
前記クランク角センサの信号に基づいて、失火の発生を検知する失火検知手段と、
常時は前記バイパス通路に排気ガスを流さず、前記失火検知手段により失火が検知された場合には前記バイパス通路に一時的に排気ガスを流すことにより、その失火した気筒から排出される未燃ガスが前記HC吸着材を通過するように前記流路切替弁を制御する吸着制御手段と、
を備えることを特徴とする。
The fifth invention is a control device for an internal combustion engine,
A bypass passage for bypassing the exhaust passage of the internal combustion engine;
An HC adsorbent provided in the bypass passage and having a function of adsorbing HC in the exhaust gas;
A flow path switching valve that switches between a state of flowing exhaust gas through the bypass passage and a state of not flowing the exhaust gas;
A crank angle sensor for detecting a rotation angle of a crankshaft of the internal combustion engine;
Misfire detection means for detecting the occurrence of misfire based on the signal of the crank angle sensor;
When the misfire is detected by the misfire detection means without always flowing the exhaust gas through the bypass passage, the unburned gas discharged from the misfired cylinder is caused to flow temporarily through the bypass passage. Adsorbing control means for controlling the flow path switching valve so as to pass through the HC adsorbent,
It is characterized by providing.

また、第6の発明は、第1乃至第5の発明の何れかにおいて、
前記失火検知手段は、前記内燃機関の往復慣性質量による慣性トルクの平均値がほぼ0となるクランク角の区間における平均のクランク角加速度に基づいて、失火の発生を検知することを特徴とする。
According to a sixth invention, in any one of the first to fifth inventions,
The misfire detection means detects the occurrence of misfire based on an average crank angular acceleration in a crank angle section in which an average value of inertia torque due to reciprocating inertial mass of the internal combustion engine is substantially zero.

第1の発明によれば、例えば冷間始動直後のように外部EGRが停止されている状態において、失火が検知された場合に、その失火した気筒から排出される未燃ガスがEGR通路を通って吸気通路に還流するように、EGR弁を一時的に開くことができる。これにより、失火気筒から排出された未燃ガスを燃焼室に還流させて燃焼させることができるので、排気浄化触媒が未活性であっても、未燃ガス中のHCが大気中に放出されることを確実に抑制することができる。また、上記の場合において、燃焼室に還流するのは、不活性ガスではなく未燃ガス(つまり燃料と空気との混合気)が主である。このため、EGR弁を一時的に開いても、燃焼室内の空燃比変化は抑制されるので、燃焼が不安定化することはない。よって、運転不良が生ずることを確実に抑制することができる。   According to the first invention, for example, when a misfire is detected in a state where the external EGR is stopped just after a cold start, unburned gas discharged from the misfired cylinder passes through the EGR passage. Thus, the EGR valve can be temporarily opened so as to return to the intake passage. As a result, the unburned gas discharged from the misfired cylinder can be recirculated to the combustion chamber and burned, so even if the exhaust purification catalyst is inactive, HC in the unburned gas is released into the atmosphere. This can be reliably suppressed. In the above case, the main reason for recirculation to the combustion chamber is not an inert gas but an unburned gas (that is, a mixture of fuel and air). For this reason, even if the EGR valve is temporarily opened, the change in the air-fuel ratio in the combustion chamber is suppressed, so that combustion does not become unstable. Therefore, it is possible to reliably suppress the occurrence of operation failure.

第2の発明によれば、排気弁からEGR通路までの排気ガスの輸送遅れ時間を算出し、その輸送遅れ時間に基づいてEGR弁を制御することができる。これにより、失火気筒から排出された未燃ガスを正確にEGR通路に流入させることができる。   According to the second invention, it is possible to calculate the transport delay time of the exhaust gas from the exhaust valve to the EGR passage, and to control the EGR valve based on the transport delay time. Thereby, the unburned gas discharged | emitted from the misfire cylinder can be correctly flowed into an EGR channel | path.

第3の発明によれば、空燃比検出手段の検出結果に基づいて、輸送遅れ時間を補正するための学習値を取得し、その学習値に基づいて輸送遅れ時間を補正することができる。これにより、経年変化に起因する輸送遅れ時間の算出誤差を精度良く補正することができる。よって、失火気筒から排出された未燃ガスをより正確にEGR通路に流入させることができる。   According to the third aspect, it is possible to acquire a learning value for correcting the transportation delay time based on the detection result of the air-fuel ratio detection means, and to correct the transportation delay time based on the learned value. Thereby, the calculation error of the transportation delay time caused by the secular change can be accurately corrected. Therefore, the unburned gas discharged from the misfire cylinder can be more accurately flowed into the EGR passage.

第4の発明によれば、複数気筒の排気弁開弁期間が時間的に重なる多気筒内燃機関の場合であっても、失火気筒から排出された未燃ガスを吸気通路に還流した際に、燃焼室内の空燃比の変動を確実に抑制することができる。   According to the fourth invention, even in the case of a multi-cylinder internal combustion engine in which the exhaust valve opening periods of a plurality of cylinders overlap in time, when the unburned gas discharged from the misfire cylinder is recirculated to the intake passage, Variations in the air-fuel ratio in the combustion chamber can be reliably suppressed.

第5の発明によれば、例えば冷間始動直後のように外部EGRが停止されている状態において、失火が検知された場合に、その失火した気筒から排出される未燃ガスが、バイパス通路に配置されたHC吸着材を通過するように、流路切替弁を制御することができる。これにより、失火気筒から排出された未燃ガス中のHCをHC吸着材に吸着させることができるので、排気浄化触媒が未活性であっても、未燃ガス中のHCが大気中に放出されることを確実に抑制することができる。また、HC吸着材に排気ガスを流す時間を最小限に抑えることができるので、HC吸着材がHCで一杯になったり、HC吸着材の温度が上昇して、吸着されたHCが離脱したりすることを確実に防止することができる。   According to the fifth invention, for example, when a misfire is detected in a state in which the external EGR is stopped, for example, immediately after a cold start, the unburned gas discharged from the misfired cylinder enters the bypass passage. The flow path switching valve can be controlled so as to pass through the arranged HC adsorbent. As a result, HC in the unburned gas discharged from the misfired cylinder can be adsorbed by the HC adsorbent, so even if the exhaust purification catalyst is inactive, the HC in the unburned gas is released into the atmosphere. Can be reliably suppressed. In addition, since the time for exhaust gas to flow through the HC adsorbent can be minimized, the HC adsorbent is filled with HC, or the temperature of the HC adsorbent rises and the adsorbed HC is released. This can be surely prevented.

第6の発明によれば、内燃機関の往復慣性質量による慣性トルクの平均値がほぼ0となるクランク角の区間における平均のクランク角加速度に基づいて、失火の発生を検知することができる。これにより、特殊なセンサを用いることなしに、失火の発生および失火気筒を高精度に検知することができる。   According to the sixth aspect of the invention, it is possible to detect the occurrence of misfire based on the average crank angular acceleration in the crank angle section where the average value of the inertia torque due to the reciprocating inertia mass of the internal combustion engine is substantially zero. Thereby, the occurrence of misfire and the misfire cylinder can be detected with high accuracy without using a special sensor.

実施の形態1.
[システム構成の説明]
図1は、本発明の実施の形態1のシステムの構成を説明するための図である。図1に示すシステムは、車両に搭載された内燃機関10を備えている。本実施形態の内燃機関10は、直列4気筒型であるものとする。図1には、そのうちの一つの気筒の断面が示されている。内燃機関10の各気筒内には、ピストン12が設けられている。各気筒内には、吸気通路16および排気通路18が連通している。
Embodiment 1 FIG.
[Description of system configuration]
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of the system according to the first embodiment of the present invention. The system shown in FIG. 1 includes an internal combustion engine 10 mounted on a vehicle. The internal combustion engine 10 of the present embodiment is assumed to be an in-line four cylinder type. FIG. 1 shows a cross section of one of the cylinders. A piston 12 is provided in each cylinder of the internal combustion engine 10. An intake passage 16 and an exhaust passage 18 communicate with each cylinder.

吸気通路16の途中には、電子制御式のスロットル弁20と、サージタンク22とが設けられている。サージタンク22は、スロットル弁20の下流側に配置されている。また、スロットル弁20の上流側には、吸入空気量を検出するエアフローメータ23が設置されている。排気通路18には、排気ガスを浄化する排気浄化触媒26が配置されている。   In the middle of the intake passage 16, an electronically controlled throttle valve 20 and a surge tank 22 are provided. The surge tank 22 is disposed on the downstream side of the throttle valve 20. An air flow meter 23 for detecting the intake air amount is installed on the upstream side of the throttle valve 20. An exhaust purification catalyst 26 for purifying exhaust gas is disposed in the exhaust passage 18.

内燃機関10の各気筒には、吸気ポート内に燃料を噴射する燃料インジェクタ28と、燃焼室内の混合気に点火するための点火プラグ30と、吸気弁32と、排気弁36とが設けられている。なお、本発明では、燃料インジェクタ28に代えて、または燃料インジェクタ28とともに、気筒内に燃料を直接に噴射する筒内インジェクタが設けられていてもよい。   Each cylinder of the internal combustion engine 10 is provided with a fuel injector 28 for injecting fuel into the intake port, an ignition plug 30 for igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber, an intake valve 32, and an exhaust valve 36. Yes. In the present invention, an in-cylinder injector that directly injects fuel into the cylinder may be provided instead of or together with the fuel injector 28.

内燃機関10のクランク軸24の近傍には、クランク軸24の回転角度(クランク角)を検出するためのクランク角センサ42が設けられている。また、アクセルペダルの近傍には、アクセルペダル位置を検出するアクセルポジションセンサ44が設置されている。   A crank angle sensor 42 for detecting the rotation angle (crank angle) of the crankshaft 24 is provided in the vicinity of the crankshaft 24 of the internal combustion engine 10. An accelerator position sensor 44 for detecting the accelerator pedal position is provided in the vicinity of the accelerator pedal.

また、内燃機関10は、排気通路18内の排気ガスを吸気通路16に還流させる、いわゆる外部EGR(Exhaust Gas Recirculation)を実行するためのEGR通路46を備えている。EGR通路46の一端は、排気通路18に接続され、EGR通路46の他端は、サージタンク22の下流側の吸気通路16に接続されている。EGR通路46の途中には、このEGR通路46を開閉することによって排気還流量を制御するためのEGR弁48が設けられている。   In addition, the internal combustion engine 10 includes an EGR passage 46 for performing so-called external EGR (Exhaust Gas Recirculation) for returning the exhaust gas in the exhaust passage 18 to the intake passage 16. One end of the EGR passage 46 is connected to the exhaust passage 18, and the other end of the EGR passage 46 is connected to the intake passage 16 on the downstream side of the surge tank 22. An EGR valve 48 for controlling the exhaust gas recirculation amount by opening and closing the EGR passage 46 is provided in the middle of the EGR passage 46.

本実施形態のシステムは、更に、ECU(Electronic Control Unit)50と、内燃機関10の冷却水温を検出する水温センサ52と、排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ54とを備えている。ECU50には、上述した各種のセンサおよびアクチュエータがそれぞれ電気的に接続されている。   The system of this embodiment further includes an ECU (Electronic Control Unit) 50, a water temperature sensor 52 that detects the cooling water temperature of the internal combustion engine 10, and an air-fuel ratio sensor 54 that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas. The ECU 50 is electrically connected to the various sensors and actuators described above.

ECU50は、クランク角センサ42の信号に基づいてクランク軸24の角加速度を算出し、その角加速度に基づいて失火の発生を検知する機能を有している。以下、本実施形態におけるクランク軸24の角加速度の算出方法について説明する。   The ECU 50 has a function of calculating the angular acceleration of the crankshaft 24 based on the signal of the crank angle sensor 42 and detecting the occurrence of misfire based on the angular acceleration. Hereinafter, a method for calculating the angular acceleration of the crankshaft 24 in the present embodiment will be described.

内燃機関10の図示トルクTiは、下記(1)式および(2)式で表すことができる。 The indicated torque T i of the internal combustion engine 10 can be expressed by the following equations (1) and (2).

Figure 2009235950
Figure 2009235950

(2)式の右辺は、図示トルクTiを発生させるトルクを示しており、(1)式の右辺は、図示トルクTiを消費するトルクを示している。 (2) the right side of the equation represents a torque that generates the indicated torque T i, (1) the right side of the equation indicates the torque consuming indicated torque T i.

(1)式の右辺において、Jは混合気の燃焼等によって駆動される駆動部材の慣性モーメント、dω/dtはクランク軸24の角加速度、Tfは駆動部のフリクショントルク、Tlは走行時に路面から受ける負荷トルク、を示している。ここで、J×(dω/dt)はクランク軸24の角加速度に起因する動的な損失トルクである。フリクショントルクTfは、ピストン12とシリンダ内壁の摩擦など各嵌合部の機械的な摩擦によるトルクであって、補機類の機械的な摩擦によるトルクを含むものである。負荷トルクTlは、走行時の路面状態などの外乱によるトルクである。本実施形態では、冷間始動後のアイドル状態における失火を検知するため、以下の説明ではTl=0とする。 (1) On the right side of the formula, J is the moment of inertia of the driven member driven by the combustion or the like of the mixture, d [omega / dt is the angular acceleration of the crankshaft 24, T f is the friction torque of the drive unit, T l is the time of running The load torque received from the road surface is shown. Here, J × (dω / dt) is a dynamic loss torque caused by the angular acceleration of the crankshaft 24. The friction torque Tf is a torque due to mechanical friction of each fitting portion such as friction between the piston 12 and the inner wall of the cylinder, and includes torque due to mechanical friction of auxiliary machinery. The load torque Tl is a torque due to a disturbance such as a road surface condition during traveling. In this embodiment, in order to detect misfire in the idle state after the cold start, T l = 0 in the following description.

また、(2)式の右辺において、Tgasはシリンダの筒内ガス圧によるトルク、Tinertiaはピストン12などの往復慣性質量による慣性トルクを示している。筒内ガス圧によるトルクTgasは、シリンダ内の混合気の燃焼によって発生するトルクである。 In the right side of the equation (2), T gas indicates torque due to cylinder cylinder gas pressure, and T inertia indicates inertia torque due to reciprocating inertial mass such as the piston 12. Torque T gas due to in-cylinder gas pressure is torque generated by combustion of the air-fuel mixture in the cylinder.

(1)式に示されるように、図示トルクTiは、角加速度に起因する動的な損失トルクJ×(dω/dt)、フリクショントルクTf、及び負荷トルクTlの和として求めることができる。 As shown in the equation (1), the indicated torque T i is obtained as the sum of dynamic loss torque J × (dω / dt) due to angular acceleration, friction torque T f , and load torque T l. it can.

図2は、(2)式の各トルクとクランク角との関係を示す特性図である。図2において、縦軸は各トルクの大きさを、横軸はクランク角を示しており、図2中の一点鎖線は図示トルクTiを、実線は筒内ガス圧によるトルクTgasを、破線は往復慣性質量による慣性トルクTinertiaをそれぞれ示している。ここで、図2は4気筒エンジンの場合の特性を示したものであり、図2中のTDC、BDCは、4気筒のうちの1気筒のピストン12が上死点(TDC)、または下死点(BDC)の位置にある場合のクランク角(0°,180°)を示している。内燃機関10が4気筒の場合、クランク軸24が180°回転する度に1気筒ずつ膨張行程が行われ、各気筒の膨張行程毎に図2中のTDCからBDCまでのトルク特性が繰り返し現れる。 FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between each torque and crank angle in equation (2). In FIG. 2, the vertical axis of the torque magnitude, the horizontal axis represents the crank angle, the one-dot chain line indicated torque T i in FIG. 2, solid lines a torque T gas by the in-cylinder gas pressure, the broken lines Indicates the inertia torque T inertia due to the reciprocating inertia mass. Here, FIG. 2 shows the characteristics in the case of a four-cylinder engine. TDC and BDC in FIG. 2 are the top dead center (TDC) or the bottom dead center of the piston 12 of one of the four cylinders. The crank angle (0 °, 180 °) in the case of the point (BDC) is shown. When the internal combustion engine 10 has four cylinders, an expansion stroke is performed for each cylinder every time the crankshaft 24 rotates 180 °, and torque characteristics from TDC to BDC in FIG. 2 repeatedly appear for each expansion stroke.

図2中の実線に示すように、筒内ガス圧によるトルクTgasは、TDCからBDCの間で急激に増加し、減少する。ここで、Tgasの急激な増加は、燃焼室内の混合気が爆発(燃焼)するためである。爆発後、Tgasは減少し、他の圧縮行程あるいは排気行程にある気筒の影響により、負の値を取る。そのクランク角がBDCに達するとシリンダの容積変化が0となり、これによってTgasは0の値を取る。 As shown by the solid line in FIG. 2, the torque T gas due to the in-cylinder gas pressure rapidly increases and decreases between TDC and BDC. Here, the rapid increase in T gas is because the air-fuel mixture in the combustion chamber explodes (combusts). After the explosion, T gas decreases and takes a negative value due to the influence of the cylinders in other compression strokes or exhaust strokes. When the crank angle reaches BDC, the change in the volume of the cylinder becomes zero, whereby T gas takes a value of zero.

一方、往復慣性質量による慣性トルクTinertiaは、筒内ガス圧によるトルクTgasとはほとんどあるいは無視できるほど無関係に、ピストン12など往復運動する部材の慣性質量によって発生する慣性トルクである。往復運動する部材は加減速を繰り返しており、Tinertiaはクランク軸24が回転していれば角速度一定の場合であっても常に発生する。図2中の破線に示すように、クランク角がTDCの位置では往復運動する部材は停止しており、Tinertia=0である。クランク角がTDCからBDCに向かって進むと、往復運動する部材が停止状態から運動し始める。この際、これらの部材の慣性によってTinertiaは負の方向に増加する。クランク角が90°近傍に達した時点では、往復運動する部材が所定の速度で運動しているため、これらの部材の慣性によってクランク軸24が回転する。従って、TinertiaはTDCとBDCの間で負の値から正の値へ変わる。その後、クランク角がBDCまで到達すると往復運動する部材は停止し、Tinertia=0となる。 On the other hand, the inertia torque T inertia due to the reciprocating inertia mass is an inertia torque generated by the inertia mass of the reciprocating member such as the piston 12 irrespective of the torque T gas due to the in-cylinder gas pressure. The reciprocating member repeats acceleration / deceleration, and T inertia always occurs as long as the crankshaft 24 rotates, even when the angular velocity is constant. As shown by the broken line in FIG. 2, the member that reciprocates is stopped at the position where the crank angle is TDC, and T inertia = 0. When the crank angle advances from TDC toward BDC, the reciprocating member starts to move from the stopped state. At this time, T inertia increases in the negative direction due to the inertia of these members. When the crank angle reaches around 90 °, the reciprocating members are moving at a predetermined speed, so that the crankshaft 24 is rotated by the inertia of these members. Therefore, T inertia changes from a negative value to a positive value between TDC and BDC. After that, when the crank angle reaches BDC, the reciprocating member stops and T inertia = 0.

(2)式に示されるように、図示トルクTiは筒内ガス圧によるトルクTgasと往復慣性質量による慣性トルクTinertiaの和である。このため、図2の一点鎖線に示されるように、TDCとBDCの間では、図示トルクTiは混合気の爆発によるTgasの増加によって増加し、一旦減少した後、Tinertiaによって再び増加するという複雑な挙動を示している。 As shown in the equation (2), the indicated torque T i is the sum of the torque T gas due to the in-cylinder gas pressure and the inertia torque T inertia due to the reciprocating inertia mass. For this reason, as shown by the one-dot chain line in FIG. 2, between TDC and BDC, the indicated torque T i increases as T gas increases due to the explosion of the mixture, once decreases, and then increases again due to T inertia . It shows the complicated behavior.

内燃機関10において失火が発生すると、失火した気筒においては、混合気の爆発による筒内ガス圧トルクTgasの上昇が得られない。その結果、図示トルクTiが一時的に低下するので、クランク軸24の角加速度dω/dtも一時的に低下する。このため、クランク軸24の角加速度dω/dtから、失火を検知することが可能である。しかしながら、図示トルクTiは、上述したように、筒内ガス圧トルクTgasの影響だけでなく、往復慣性質量による慣性トルクTinertiaの影響により、複雑な挙動を示す。よって、この慣性トルクTinertiaの影響が排除できないと、何れの気筒で失火が発生したのかを精度良く検出することが困難である。そこで、本実施形態では、次のようにして、往復慣性質量による慣性トルクTinertiaの影響を排除することとした。 When misfire occurs in the internal combustion engine 10, the cylinder gas pressure torque T gas cannot be increased due to the explosion of the air-fuel mixture in the misfired cylinder. As a result, the indicated torque Ti is temporarily reduced, so that the angular acceleration dω / dt of the crankshaft 24 is also temporarily reduced. For this reason, misfire can be detected from the angular acceleration dω / dt of the crankshaft 24. However, as shown above, the indicated torque T i exhibits a complicated behavior not only due to the influence of the cylinder gas pressure torque T gas but also due to the influence of the inertia torque T inertia due to the reciprocating inertia mass. Therefore, if the influence of the inertia torque T inertia cannot be excluded, it is difficult to accurately detect in which cylinder the misfire has occurred. Therefore, in this embodiment, the influence of the inertia torque T inertia due to the reciprocating inertia mass is eliminated as follows.

TDCからBDCまでのクランク角180°の区間に着目すると、この区間での往復慣性質量による慣性トルクTinertiaの平均値は0となる。これは、往復慣性質量を有する部材が、クランク角0°〜90°近傍とクランク角90°近傍〜180°で反対の動きをするためである。従って、(1)式および(2)式の各トルクをTDCからBDCまでの平均値として算出すると、往復慣性質量による慣性トルクTinertia=0として計算することができる。これにより、往復慣性質量による慣性トルクTinertiaが図示トルクTiに与える影響を排除することができる。 When attention is paid to a section with a crank angle of 180 ° from TDC to BDC, the average value of the inertia torque T inertia due to the reciprocating inertia mass in this section is zero. This is because the member having the reciprocating inertia mass moves in the opposite direction at a crank angle of about 0 ° to 90 ° and a crank angle of about 90 ° to 180 °. Therefore, when the torques of the equations (1) and (2) are calculated as average values from TDC to BDC, the inertia torque T inertia = 0 due to the reciprocating inertia mass can be calculated. Thereby, it is possible to eliminate the influence of the inertia torque T inertia due to the reciprocating inertia mass on the indicated torque T i .

すなわち、TDCからBDCまでの区間において各トルクの平均値を求めると、慣性トルクTinertiaの平均値が0となる。従って、同区間でクランク軸24の角加速度dω/dtの平均値を求めれば、往復慣性質量が与える影響を排除して角加速度dω/dtを求めることができる。 That is, when the average value of each torque is obtained in the section from TDC to BDC, the average value of the inertia torque T inertia becomes zero. Therefore, if the average value of the angular acceleration dω / dt of the crankshaft 24 is obtained in the same section, the angular acceleration dω / dt can be obtained without the influence of the reciprocating inertial mass.

以下、本実施形態における角加速度dω/dtの具体的な算出方法について説明する。図3は、クランク軸24の角加速度を算出する方法を示す模式図である。図3に示すように、本実施形態では、クランク軸24の回転の10°毎にクランク角センサ42からクランク角信号が検出される。そして、TDCとBDCとの2ヶ所のクランク角位置で角速度ω(k),ω(k+1)をそれぞれ求めるとともに、クランク軸24がTDCからBDCまで回転する時間Δt(k)を求める。 Hereinafter, a specific calculation method of the angular acceleration dω / dt in the present embodiment will be described. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a method for calculating the angular acceleration of the crankshaft 24. As shown in FIG. 3, in this embodiment, a crank angle signal is detected from the crank angle sensor 42 every 10 ° of rotation of the crankshaft 24. Then, angular velocities ω 0 (k) and ω 0 (k + 1) are obtained at two crank angle positions of TDC and BDC, respectively, and a time Δt (k) during which the crankshaft 24 rotates from TDC to BDC is obtained.

角速度ω(k)を求める際には、例えば図3に示すように、クランク角がTDCの位置から前後10°ずつ回転している間の時間Δt(k),Δt10(k)をクランク角センサ42から検出する。そして、時間Δt(k)+Δt10(k)の間にクランク軸24が20°回転しているため、ω(k)=(20/(Δt(k)+Δt10(k)))×(π/180°)を演算することによって、ω(k)[rad/s]を算出できる。同様に、ω(k+1)を算出する際は、クランク角がBDCの位置から前後10°ずつ回転している間の時間Δt(k+1),Δt10(k+1)を検出する。そして、ω(k+1)=(20/(Δt(k+1)+Δt10(k+1)))×(π/180°)を演算することによってω(k+1)[rad/s]を算出できる。 When obtaining the angular velocity ω 0 (k), for example, as shown in FIG. 3, the time Δt 0 (k) and Δt 10 (k) during which the crank angle is rotated 10 ° forward and backward from the TDC position are calculated. It is detected from the crank angle sensor 42. Since the crankshaft 24 rotates 20 ° during the time Δt 0 (k) + Δt 10 (k), ω 0 (k) = (20 / (Δt 0 (k) + Δt 10 (k))) By calculating x (π / 180 °), ω 0 (k) [rad / s] can be calculated. Similarly, when calculating ω 0 (k + 1), times Δt 0 (k + 1) and Δt 10 (k + 1) are detected while the crank angle is rotating 10 ° forward and backward from the BDC position. Then, ω 0 (k + 1) = (20 / (Δt 0 (k + 1) + Δt 10 (k + 1))) × (π / 180 °) ω by computing 0 (k + 1) can be calculated [rad / s].

上記のようにして角速度ω(k),ω(k+1)を求めた後、(ω(k+1)−ω(k))/Δt(k)を演算することにより、TDCからBDCまでクランク軸24が回転する間の角加速度dω/dtの平均値を算出することができる。 After obtaining the angular velocities ω 0 (k), ω 0 (k + 1) as described above, by calculating (ω 0 (k + 1) −ω 0 (k)) / Δt (k), TDC to BDC The average value of the angular acceleration dω / dt during the rotation of the crankshaft 24 can be calculated.

図4は、本実施形態における失火検知方法を説明するための図である。図4では、横軸がクランク角を示す。図4の上段は、内燃機関10の各気筒の行程を示している。この図に示すように、本実施形態の内燃機関10のような直列4気筒型エンジンの爆発順序は、通常、#1→#3→#4→#2である(#は気筒番号)。なお、図4中に示すTDCおよびBDCは、#1気筒および#4気筒のものであり、#2気筒および#3気筒ではこれと逆になる。   FIG. 4 is a diagram for explaining a misfire detection method according to the present embodiment. In FIG. 4, the horizontal axis represents the crank angle. The upper part of FIG. 4 shows the stroke of each cylinder of the internal combustion engine 10. As shown in this figure, the explosion order of an in-line four-cylinder engine such as the internal combustion engine 10 of the present embodiment is normally # 1 → # 3 → # 4 → # 2 (# is a cylinder number). Note that TDC and BDC shown in FIG. 4 are those of the # 1 cylinder and # 4 cylinder, and the opposite is true for the # 2 cylinder and # 3 cylinder.

図4の下段に示すように、ECU50は、各気筒の膨張行程毎に、逐次、クランク軸24の角加速度dω/dtを、上述した手法に従って算出する。そして、その算出された角加速度dω/dtが、所定の失火判定閾値を下回った場合には、その気筒で失火が発生したものと判定する。図4に示す例では、#1気筒の膨張行程時に算出された角加速度dω/dtが失火判定閾値を下回っている。よって、この場合には、#1気筒において失火が発生したと判定することができる。   As shown in the lower part of FIG. 4, the ECU 50 sequentially calculates the angular acceleration dω / dt of the crankshaft 24 according to the above-described method for each expansion stroke of each cylinder. When the calculated angular acceleration dω / dt falls below a predetermined misfire determination threshold, it is determined that misfire has occurred in the cylinder. In the example shown in FIG. 4, the angular acceleration dω / dt calculated during the expansion stroke of the # 1 cylinder is below the misfire determination threshold. Therefore, in this case, it can be determined that a misfire has occurred in the # 1 cylinder.

失火した気筒では、筒内の混合気が燃焼されずにそのまま排気弁36から排出される。このため、失火した気筒からは、続く排気行程において、未燃HCを多量に含んだ排気ガス(以下「未燃ガス」と称する)が排気弁36から排出される。排気浄化触媒26の暖機が終了し、活性化している状態では、このような未燃HCは排気浄化触媒26において浄化される。しかしながら、内燃機関10の冷間始動直後のように、排気浄化触媒26が活性化していないときには、排気浄化触媒26で未燃HCを浄化することができない。   In the misfired cylinder, the air-fuel mixture in the cylinder is discharged from the exhaust valve 36 without being burned. For this reason, exhaust gas containing a large amount of unburned HC (hereinafter referred to as “unburned gas”) is discharged from the exhaust valve 36 from the misfired cylinder in the subsequent exhaust stroke. When the exhaust purification catalyst 26 has been warmed up and activated, such unburned HC is purified by the exhaust purification catalyst 26. However, uncombusted HC cannot be purified by the exhaust purification catalyst 26 when the exhaust purification catalyst 26 is not activated, just after the cold start of the internal combustion engine 10.

ところで、冷間始動直後のように内燃機関10が低温であるときは、外部EGRを実行すると、不活性ガスの影響によって筒内の燃焼が不安定となり、アイドル運転不良を招来し易い。このため、冷間始動直後においては、原則として、EGR弁48が閉じられ、外部EGRが停止される。従って、この場合に失火が発生すると、失火気筒から排出された未燃ガスは、全部、排気浄化触媒26へと流れる。よって、この未燃ガスに含まれる大量のHCが、未活性状態の排気浄化触媒26をすり抜け、そのまま大気中に放出されてしまうという問題がある。   By the way, when the internal combustion engine 10 is at a low temperature, such as immediately after a cold start, if external EGR is executed, the in-cylinder combustion becomes unstable due to the influence of the inert gas, which tends to cause idle operation failure. For this reason, immediately after the cold start, as a rule, the EGR valve 48 is closed and the external EGR is stopped. Accordingly, when misfire occurs in this case, all the unburned gas discharged from the misfire cylinder flows to the exhaust purification catalyst 26. Therefore, there is a problem that a large amount of HC contained in the unburned gas passes through the exhaust purification catalyst 26 in the inactive state and is released into the atmosphere as it is.

このような問題を解決するため、本実施形態では、次のような制御を行うこととした。すなわち、本実施形態では、失火気筒の排気弁36から未燃ガスが排出されたときに、その未燃ガスがEGR通路46を通って吸気通路に16に還流するように、EGR弁48を一時的に開くこととした。これにより、未燃ガスを燃焼室に還流させて燃焼させることができるので、大気中への未燃HCの放出を確実に抑制することができる。また、この場合に吸気通路16に還流するのは、不活性ガスではなく、未燃ガス(つまり燃料と空気との混合気)が主である。このため、EGR弁48を一時的に開いても、燃焼室内の空燃比A/Fが変化することはなく、燃焼が不安定化することもない。よって、アイドル運転不良が生ずることはない。   In order to solve such a problem, in the present embodiment, the following control is performed. That is, in this embodiment, when the unburned gas is discharged from the exhaust valve 36 of the misfire cylinder, the EGR valve 48 is temporarily set so that the unburned gas flows back to the intake passage 16 through the EGR passage 46. Open. Thereby, since unburned gas can be recirculated to a combustion chamber and burned, discharge | release of unburned HC to air | atmosphere can be suppressed reliably. In this case, the main component that recirculates to the intake passage 16 is not an inert gas but an unburned gas (that is, a mixture of fuel and air). For this reason, even if the EGR valve 48 is temporarily opened, the air-fuel ratio A / F in the combustion chamber does not change and the combustion does not become unstable. Therefore, no idle operation failure occurs.

図5は、失火気筒から排出された未燃ガスを、EGR通路46を通して吸気通路16に還流させる場合の、EGR弁48の制御方法を示す図である。失火気筒の排気弁36から排出された未燃ガスをEGR通路46に流入させるためには、その未燃ガスが排気通路18とEGR通路46との分岐部に到達したタイミングでEGR弁48を開き、すべての未燃ガスがEGR通路46に導入されたタイミングでEGR弁48を閉じればよい。排気ガスが、排気弁36から、EGR通路46への分岐部まで流れるのに要する時間(以下「輸送遅れ時間」と称する)は、排気弁36から上記分岐部までの距離を、排気ガス流速で除することによって算出することができる。排気ガス流速は、排気ガス流量に比例する。排気ガス流量は、吸入空気量と相関する。よって、本実施形態では、エアフローメータ23で検出される吸入空気量に基づいて、輸送遅れ時間を算出することができる。図5に示すように、本実施形態では、失火が検出された場合に、その失火気筒の排気弁開き時期より上記輸送遅れ時間だけ後の時点から、同失火気筒の排気弁閉じ時期より上記輸送遅れ時間だけ後の時点までの間、EGR弁48を開く。これにより、失火気筒から排出された未燃ガスをEGR通路46に正確に取り込むことができる。   FIG. 5 is a diagram illustrating a control method of the EGR valve 48 when the unburned gas discharged from the misfire cylinder is recirculated to the intake passage 16 through the EGR passage 46. In order to allow the unburned gas discharged from the exhaust valve 36 of the misfire cylinder to flow into the EGR passage 46, the EGR valve 48 is opened at the timing when the unburned gas reaches the branch portion between the exhaust passage 18 and the EGR passage 46. The EGR valve 48 may be closed when all the unburned gas is introduced into the EGR passage 46. The time required for the exhaust gas to flow from the exhaust valve 36 to the branch portion to the EGR passage 46 (hereinafter referred to as “transport delay time”) is the distance from the exhaust valve 36 to the branch portion as the exhaust gas flow rate. It can be calculated by dividing. The exhaust gas flow rate is proportional to the exhaust gas flow rate. The exhaust gas flow rate correlates with the intake air amount. Therefore, in this embodiment, the transport delay time can be calculated based on the intake air amount detected by the air flow meter 23. As shown in FIG. 5, in the present embodiment, when misfire is detected, the transportation is performed from the timing after the transportation delay time from the exhaust valve opening timing of the misfiring cylinder from the exhaust valve closing timing of the misfire cylinder. The EGR valve 48 is opened until a time point later than the delay time. Thereby, the unburned gas discharged from the misfired cylinder can be accurately taken into the EGR passage 46.

[実施の形態1における具体的処理]
図6は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU50が実行するルーチンのフローチャートである。本ルーチンは、内燃機関10の冷間始動後(排気浄化触媒26の未活性時)に実行されるものとする。前述したように、冷間始動後には、アイドル運転不良を防止するため、原則としてEGR弁48を閉じて外部EGRが停止される。
[Specific Processing in Embodiment 1]
FIG. 6 is a flowchart of a routine executed by the ECU 50 in the present embodiment in order to realize the above function. This routine is executed after a cold start of the internal combustion engine 10 (when the exhaust purification catalyst 26 is inactive). As described above, after the cold start, as a rule, the EGR valve 48 is closed and the external EGR is stopped in order to prevent idle operation failure.

冷間始動後は、前述した手法に従い、各気筒の膨張行程毎に、逐次、クランク軸24の角加速度dω/dtが算出される(ステップ100)。そして、その算出された角加速度dω/dtと、所定の失火判定閾値とを比較することにより、失火の有無が判定される(ステップ102)。   After the cold start, the angular acceleration dω / dt of the crankshaft 24 is sequentially calculated for each expansion stroke of each cylinder according to the above-described method (step 100). Then, the presence or absence of misfire is determined by comparing the calculated angular acceleration dω / dt with a predetermined misfire determination threshold (step 102).

上記ステップ102において、角加速度dω/dtが失火判定閾値を下回った場合には、その気筒において失火が発生したものと判定される。この場合には、次に、輸送遅れ時間Tdが算出される(ステップ104)。このステップ104では、エアフローメータ23で検出される吸入空気量に基づいて排気ガス流量が算出され、その排気ガス流量に基づいて輸送遅れ時間Tdが算出される。   If the angular acceleration dω / dt falls below the misfire determination threshold in step 102, it is determined that misfire has occurred in the cylinder. In this case, next, a transport delay time Td is calculated (step 104). In step 104, the exhaust gas flow rate is calculated based on the intake air amount detected by the air flow meter 23, and the transport delay time Td is calculated based on the exhaust gas flow rate.

続いて、失火が検知された気筒の排気弁開き時期より、上記ステップ104で算出された輸送遅れ時間Tdだけ後のタイミングが到来したか否かが判別される(ステップ106)。このタイミングが到来したときには、失火した気筒の排気弁36から排出された未燃ガスが、排気通路18とEGR通路46との分岐部に到達したと判断できる。そこで、このタイミングの到来を待って、EGR弁48が開かれる(ステップ108)。   Subsequently, it is determined whether or not the timing after the exhaust valve opening timing of the cylinder where the misfire has been detected has arrived after the transportation delay time Td calculated in step 104 (step 106). When this timing arrives, it can be determined that the unburned gas discharged from the exhaust valve 36 of the misfired cylinder has reached the branch portion between the exhaust passage 18 and the EGR passage 46. Therefore, after waiting for this timing, the EGR valve 48 is opened (step 108).

続いて、失火が検知された気筒の排気弁閉じ時期より、上記ステップ104で算出された輸送遅れ時間Tdだけ後のタイミングが到来したか否かが判別される(ステップ110)。このタイミングが到来したときには、失火した気筒の排気弁36から排出された未燃ガスは、すべてEGR通路46に導入されたと判断できる。そこで、このタイミングの到来を待って、EGR弁48が閉じられる(ステップ112)。   Subsequently, it is determined whether or not the timing after the exhaust valve closing timing of the cylinder where the misfire has been detected has arrived after the transportation delay time Td calculated in step 104 (step 110). When this timing arrives, it can be determined that all unburned gas discharged from the exhaust valve 36 of the misfired cylinder has been introduced into the EGR passage 46. Therefore, after waiting for this timing, the EGR valve 48 is closed (step 112).

以上説明したように、本実施形態によれば、排気浄化触媒26の未活性時に失火が生じた場合に、その失火気筒から排出される未燃ガスを燃焼室に還流させて、燃焼に供することができる。このため、未燃HCが大気中に放出されることを確実に抑制することができる。この場合、吸気通路に16に還流するのは、不活性ガスではなく、未燃ガスが主である。よって、燃焼室内の不活性ガス割合が増大することはないので、冷間始動直後のように内燃機関10の温度が低い状態であっても、運転不良を招来することはない。   As described above, according to the present embodiment, when a misfire occurs when the exhaust purification catalyst 26 is inactive, the unburned gas discharged from the misfire cylinder is recirculated to the combustion chamber to be used for combustion. Can do. For this reason, it can suppress reliably that unburned HC is discharge | released in air | atmosphere. In this case, it is mainly the unburned gas, not the inert gas, that returns to the intake passage 16. Therefore, since the ratio of the inert gas in the combustion chamber does not increase, even if the temperature of the internal combustion engine 10 is low as it is immediately after the cold start, no malfunction is caused.

また、本実施形態では、内燃機関10の往復慣性質量による慣性トルクの平均値がほぼ0となるクランク角の区間における平均のクランク角加速度を算出し、そのクランク角速度に基づいて失火の発生およびその失火した気筒を検知している。これにより、失火の発生および失火気筒を精度良く判定することができる。また、特別なセンサ(筒内圧センサ等)を設ける必要がなく、低コスト化が図れる。   Further, in the present embodiment, the average crank angular acceleration in the crank angle section where the average value of the inertia torque due to the reciprocating inertia mass of the internal combustion engine 10 is approximately zero is calculated, and the occurrence of misfire and its A misfired cylinder is detected. Thereby, it is possible to accurately determine the occurrence of misfire and the misfire cylinder. Further, it is not necessary to provide a special sensor (cylinder pressure sensor or the like), and the cost can be reduced.

なお、上述した例では、4気筒の内燃機関に本発明を適用したが、4気筒以外の内燃機関であっても、往復慣性質量による慣性トルクの平均値が0となる区間(720°CA/気筒数)における平均のクランク角速度を算出することにより、同様に本発明を適用可能である。   In the above example, the present invention is applied to a four-cylinder internal combustion engine. However, even in an internal combustion engine other than the four-cylinder engine, a section where the average value of inertia torque due to reciprocating inertia mass is 0 (720 ° CA / The present invention can be similarly applied by calculating the average crank angular velocity in the number of cylinders).

また、本実施形態では、一つの気筒が失火した場合を例に説明したが、複数気筒が連続して失火した場合にも、同様にして本発明を適用することができる。   In the present embodiment, the case where one cylinder misfires has been described as an example. However, the present invention can be similarly applied to a case where a plurality of cylinders continuously misfire.

上述した実施の形態1においては、ECU50が、上記ステップ100および102の処理を実行することにより前記第1の発明における「失火検知手段」が、上記ステップ104〜112の処理を実行することにより前記第1の発明における「未燃ガス還流手段」が、上記ステップ104の処理を実行することにより前記第2の発明における「輸送遅れ時間算出手段」が、それぞれ実現されている。   In the first embodiment described above, the ECU 50 executes the processes of steps 100 and 102, so that the “misfire detection means” in the first invention executes the processes of steps 104 to 112. The “unburned gas recirculation means” in the first invention realizes the “transport delay time calculation means” in the second invention by executing the processing of step 104 described above.

実施の形態2.
次に、図7を参照して、本発明の実施の形態2について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態のハードウェア構成は、前述した実施の形態1と同様である。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7. The description will focus on the differences from the above-described embodiment, and the description of the same matters will be simplified or omitted. To do. The hardware configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment described above.

本実施形態では、空燃比センサ54の検出結果に基づいて、輸送遅れ時間Tdを補正するための学習値を算出する。前述したように、輸送遅れ時間Tdは、排気弁36から、EGR通路46への分岐部までの距離と、排気ガス流速とによって決定される。排気ガス流速は、排気ガス流量に比例する。しかしながら、内燃機関10の経年変化に伴い、その比例関係が変化する場合がある。例えば、排気通路18の内壁にデポジットが堆積すると、排気通路18の流路断面積が小さくなるので、排気ガスの流量が同じでも流速が速くなる。このため、算出される輸送遅れ時間Tdに誤差が生ずる。   In the present embodiment, a learning value for correcting the transport delay time Td is calculated based on the detection result of the air-fuel ratio sensor 54. As described above, the transport delay time Td is determined by the distance from the exhaust valve 36 to the branch portion to the EGR passage 46 and the exhaust gas flow velocity. The exhaust gas flow rate is proportional to the exhaust gas flow rate. However, the proportional relationship may change as the internal combustion engine 10 changes over time. For example, if deposits are accumulated on the inner wall of the exhaust passage 18, the flow passage cross-sectional area of the exhaust passage 18 is reduced, so that the flow rate is increased even when the exhaust gas flow rate is the same. For this reason, an error occurs in the calculated transport delay time Td.

算出される輸送遅れ時間Tdに誤差が生ずると、失火気筒からの未燃ガスがEGR通路46への分岐部に到達するタイミングと、EGR弁48を開閉するタイミングとにずれが生ずる。その結果、未燃ガスの一部が排気通路18の下流に流れたり、不活性ガス(既燃ガス)がEGR通路46を介して燃焼室に還流することにより燃焼を悪化させたりするおそれがある。   If an error occurs in the calculated transport delay time Td, there is a difference between the timing when the unburned gas from the misfired cylinder reaches the branch portion to the EGR passage 46 and the timing when the EGR valve 48 is opened and closed. As a result, a part of the unburned gas may flow downstream of the exhaust passage 18 or the inert gas (burned gas) may return to the combustion chamber via the EGR passage 46 to deteriorate combustion. .

本実施形態では、上述したような経年変化に起因する輸送遅れ時間Tdの誤差を、次のようにして補正することとした。図7は、失火が発生した場合における空燃比センサ54の出力を示す図である。内燃機関10の空燃比は、公知の空燃比フィードバック制御により、所望の空燃比幅に収まるように制御されている。失火気筒から発生した未燃ガスがEGR通路46を通して吸気通路16に正しく還流された場合には、燃焼室内の空燃比が変化することはないので、空燃比センサ54で検出される排気空燃比がずれることはない。   In this embodiment, the error of the transport delay time Td due to the secular change as described above is corrected as follows. FIG. 7 is a diagram showing the output of the air-fuel ratio sensor 54 when a misfire occurs. The air-fuel ratio of the internal combustion engine 10 is controlled to fall within a desired air-fuel ratio width by known air-fuel ratio feedback control. When the unburned gas generated from the misfired cylinder is correctly recirculated to the intake passage 16 through the EGR passage 46, the air-fuel ratio in the combustion chamber does not change, so the exhaust air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 54 is There is no deviation.

しかしながら、輸送遅れ時間Tdに誤差が生じた場合には、その誤差の分だけ、EGR弁48の開弁期間が適正な期間からずれる。そのずれた期間においては、未燃ガスに代わって不活性ガスが燃焼室に還流する。不活性ガスが燃焼室に還流すると、空燃比がリーン側にずれるため、図7に示すように、空燃比センサ54で検出される排気空燃比が所望の空燃比幅から外れる。この期間、つまり排気空燃比が所望の空燃比幅から外れている期間(以下「空燃比乱れ期間」と称する)tdは、不活性ガスが燃焼室に還流している期間に相当し、よって、輸送遅れ時間Tdに生じている誤差に相当する。   However, if an error occurs in the transport delay time Td, the opening period of the EGR valve 48 deviates from an appropriate period by the error. In the shifted period, the inert gas recirculates to the combustion chamber instead of the unburned gas. When the inert gas returns to the combustion chamber, the air-fuel ratio shifts to the lean side, so that the exhaust air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 54 deviates from the desired air-fuel ratio width as shown in FIG. This period, that is, the period during which the exhaust air-fuel ratio deviates from the desired air-fuel ratio width (hereinafter referred to as “air-fuel ratio disturbance period”) td corresponds to the period during which the inert gas is recirculated to the combustion chamber. This corresponds to an error occurring in the transport delay time Td.

従って、輸送遅れ時間Tdを空燃比乱れ期間tdで補正すれば、適正な輸送遅れ時間Tdを算出することができる。ただし、空燃比乱れ期間tdは、排気ガス流量に反比例する。そこで、本実施形態では、空燃比乱れ期間tdを空燃比センサ54の出力に基づいて算出するとともに、単位流量当たりの輸送遅れ時間補正値である「空燃比乱れ期間td/排気ガス流量」を学習値として算出することとした。そして、前述した図6のステップ104においては、上記学習値に排気ガス流量を乗じて得られる補正値を、輸送遅れ時間Tdに加算することにより、輸送遅れ時間Tdを補正することとした。   Accordingly, if the transport delay time Td is corrected by the air-fuel ratio disorder period td, an appropriate transport delay time Td can be calculated. However, the air-fuel ratio disturbance period td is inversely proportional to the exhaust gas flow rate. Therefore, in the present embodiment, the air-fuel ratio disturbance period td is calculated based on the output of the air-fuel ratio sensor 54, and “air-fuel ratio disturbance period td / exhaust gas flow rate” that is a transport delay time correction value per unit flow rate is learned. It was decided to calculate as a value. In step 104 of FIG. 6 described above, the transport delay time Td is corrected by adding a correction value obtained by multiplying the learned value by the exhaust gas flow rate to the transport delay time Td.

本実施形態によれば、上述したようにして輸送遅れ時間Tdを学習値に基づいて適切に補正することができる。このため、内燃機関10の経年変化が生じた場合であっても、失火気筒から排出される未燃ガスを高精度に燃焼室に還流させることができ、大気中への未燃HCの放出をより確実に抑制することができる。なお、本実施形態では、空燃比センサ54に代えて、酸素センサを用いてもよい。   According to this embodiment, as described above, the transport delay time Td can be appropriately corrected based on the learned value. For this reason, even when the aging of the internal combustion engine 10 occurs, the unburned gas discharged from the misfire cylinder can be recirculated to the combustion chamber with high accuracy, and the unburned HC is released into the atmosphere. It can suppress more reliably. In the present embodiment, an oxygen sensor may be used instead of the air-fuel ratio sensor 54.

上述した実施の形態2においては、空燃比センサ54が前記第3の発明における「空燃比検出手段手段」に相当している。また、ECU50が、「空燃比乱れ期間td/排気ガス流量」を学習値として取得することにより前記第3の発明における「学習手段」が、上記学習値に排気ガス流量を乗じて得られる補正値を輸送遅れ時間Tdに加算することにより前記第3の発明における「輸送遅れ時間補正手段」が、それぞれ実現されている。   In the second embodiment described above, the air-fuel ratio sensor 54 corresponds to the “air-fuel ratio detecting means” in the third aspect of the present invention. Further, the ECU 50 obtains “the air-fuel ratio disturbance period td / exhaust gas flow rate” as a learned value, and thus the “learning means” in the third aspect of the invention obtains a correction value obtained by multiplying the learned value by the exhaust gas flow rate. Is added to the transport delay time Td, the “transport delay time correcting means” in the third aspect of the present invention is realized.

実施の形態3.
次に、図8を参照して、本発明の実施の形態3について説明するが、上述した実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。本実施形態のハードウェア構成は、内燃機関10がV型8気筒であること以外は、前述した実施の形態1と同様である。
Embodiment 3 FIG.
Next, the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8. The description will focus on the differences from the above-described embodiment, and the description of the same matters will be simplified or omitted. To do. The hardware configuration of this embodiment is the same as that of Embodiment 1 described above, except that the internal combustion engine 10 is a V-type 8-cylinder.

前述した実施の形態1のような4気筒エンジンにおいては、各気筒の行程が180°CAずつずれているので、各気筒の排気弁開弁期間同士が時間的に大きく重なることはない。これに対し、気筒数がより多いエンジンでは、各気筒の排気弁開弁期間同士の時間的な重なりが大きくなる。   In the four-cylinder engine as in the first embodiment described above, the strokes of the cylinders are shifted by 180 ° CA, so that the exhaust valve opening periods of the cylinders do not overlap in time. On the other hand, in an engine having a larger number of cylinders, the time overlap between the exhaust valve opening periods of the cylinders becomes larger.

図8は、V型8気筒エンジンの各気筒の排気弁開弁期間の重なりを示す図である。図8に示すように、ある気筒で失火が発生した場合、この気筒の排気弁開弁期間の前半は、爆発順序が一つ前の気筒の排気弁開弁期間と重なっており、また、当該気筒の排気弁開弁期間の後半は、爆発順序が一つ後の気筒の排気弁開弁期間と重なっている。このため、失火気筒の未燃ガスをEGR通路46に取り込もうとした場合、未燃ガスとともに、爆発順序が一つ前の気筒および一つ後の気筒からの排気ガスの一部もEGR通路46に取り込まれることとなる。その結果、燃焼室に不活性ガスが還流するので、空燃比制御性が悪化するおそれがある。   FIG. 8 is a diagram showing the overlap of the exhaust valve opening periods of the respective cylinders of the V-type 8-cylinder engine. As shown in FIG. 8, when a misfire occurs in a certain cylinder, the first half of the exhaust valve opening period of this cylinder overlaps with the exhaust valve opening period of the cylinder in which the explosion order is one previous, In the second half of the exhaust valve opening period of the cylinder, the explosion valve overlaps with the exhaust valve opening period of the next cylinder. For this reason, when trying to take in the unburned gas from the misfired cylinder into the EGR passage 46, a part of the exhaust gas from the previous and next cylinder in the explosion order is also introduced into the EGR passage 46 together with the unburned gas. Will be captured. As a result, the inert gas recirculates into the combustion chamber, which may deteriorate the air-fuel ratio controllability.

本実施形態では、上記のような空燃比制御性の悪化を防止するため、次のような制御を行う。本実施形態では、失火気筒の未燃ガスを還流させるためにEGR弁48を一時的に開いた際に、EGR通路46を通って還流するガス中における不活性ガスの割合を、次式に基づいて算出する。   In the present embodiment, the following control is performed to prevent the deterioration of the air-fuel ratio controllability as described above. In this embodiment, when the EGR valve 48 is temporarily opened to recirculate the unburned gas in the misfired cylinder, the ratio of the inert gas in the gas recirculated through the EGR passage 46 is based on the following equation. To calculate.

不活性ガス割合=(オーバーラップ区間のガス量)/
(失火気筒のガス量+オーバーラップ区間のガス量)
Inert gas ratio = (gas amount in the overlap section) /
(Gas amount of misfire cylinder + Gas amount of overlap section)

上記式において、「オーバーラップ区間のガス量」とは、図8を参照して説明したように、失火気筒と排気弁開弁期間が重なっている他の気筒から、その重なりの区間において排出される排気ガス(すなわち不活性ガス)の量を意味する。失火気筒のガス量、および、オーバーラップ区間のガス量は、それぞれ、排気ガス流速と、排気弁開弁期間とに基づいて、気筒毎に算出することができる。   In the above equation, “the gas amount in the overlap section” means that, as described with reference to FIG. 8, the misfire cylinder and the other cylinder in which the exhaust valve opening period overlap are exhausted in the overlap section. Means the amount of exhaust gas (ie, inert gas). The amount of gas in the misfiring cylinder and the amount of gas in the overlap section can be calculated for each cylinder based on the exhaust gas flow velocity and the exhaust valve opening period, respectively.

本実施形態では、上記のようにして算出される不活性ガス割合に基づいて、燃料インジェクタ28からの燃料噴射量を補正する。すなわち、不活性ガス割合が多い場合ほど、燃料噴射量を増量する。これにより、不活性ガスの影響で空燃比がリーン側にずれることを確実に防止することができ、空燃比制御性を向上させることができる。   In the present embodiment, the fuel injection amount from the fuel injector 28 is corrected based on the inert gas ratio calculated as described above. That is, the fuel injection amount is increased as the inert gas ratio increases. Thereby, it is possible to reliably prevent the air-fuel ratio from shifting to the lean side due to the influence of the inert gas, and to improve the air-fuel ratio controllability.

なお、本実施形態では、V型8気筒エンジンの場合を例に説明したが、V型6気筒エンジン、V型12気筒エンジンなどにも同様に適用することができる。   In this embodiment, the case of a V-type 8-cylinder engine has been described as an example. However, the present invention can be similarly applied to a V-type 6-cylinder engine, a V-type 12-cylinder engine, and the like.

上述した実施の形態3においては、ECU50が、上述した制御を実施することにより「不活性ガス割合算出手段」および「燃料噴射量補正手段」が実現されている。   In the third embodiment described above, the “inert gas ratio calculating unit” and the “fuel injection amount correcting unit” are realized by the ECU 50 performing the above-described control.

実施の形態4.
次に、図9および図10を参照して、本発明の実施の形態4について説明するが、上述した実施の形態1との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。
Embodiment 4 FIG.
Next, the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9 and FIG. 10. The difference from the above-described first embodiment will be mainly described, and the same matters will be described. Simplify or omit.

図9は、本発明の実施の形態4のシステム構成を説明するための図である。なお、図9において、図1に示す構成要素と同様の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。図9に示すように、本実施形態の内燃機関10の排気通路18の途中には、この排気通路18をバイパスするバイパス通路60が設けられている。バイパス通路60の途中には、排気ガス中の未燃HCを吸着する機能を有するHC吸着材62が設置されている。このHC吸着材62としては、例えば、活性炭やゼオライトなどを用いることができる。   FIG. 9 is a diagram for explaining a system configuration according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 9, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified. As shown in FIG. 9, a bypass passage 60 that bypasses the exhaust passage 18 is provided in the middle of the exhaust passage 18 of the internal combustion engine 10 of the present embodiment. In the middle of the bypass passage 60, an HC adsorbent 62 having a function of adsorbing unburned HC in the exhaust gas is installed. As the HC adsorbent 62, for example, activated carbon or zeolite can be used.

排気通路18からバイパス通路60が分岐する分岐部には、排気ガスをバイパス通路60に流す状態と、排気ガスをバイパス通路60に流さずにそのまま排気通路18の下流に流す状態とを切り替え可能な流路切替弁64が設置されている。流路切替弁64は、ECU50により制御される。   At the branching portion where the bypass passage 60 branches from the exhaust passage 18, it is possible to switch between a state where the exhaust gas flows into the bypass passage 60 and a state where the exhaust gas flows directly downstream of the exhaust passage 18 without flowing through the bypass passage 60. A flow path switching valve 64 is installed. The flow path switching valve 64 is controlled by the ECU 50.

本実施形態では、冷間始動直後のように排気浄化触媒26が未活性であるときに、失火が発生して未燃ガスが排気通路18に流れた場合には、排気弁36から流路切替弁64までの輸送遅れ時間に基づいて流路切替弁64を制御することにより、未燃ガスをバイパス通路60に流すこととした。これにより、未燃ガス中のHCをHC吸着材62に吸着させることができ、大気中への未燃HCの放出を抑制することができる。   In the present embodiment, when the exhaust purification catalyst 26 is inactive, such as immediately after a cold start, if misfire occurs and unburned gas flows into the exhaust passage 18, the flow is switched from the exhaust valve 36. By controlling the flow path switching valve 64 based on the transport delay time to the valve 64, the unburned gas is allowed to flow into the bypass passage 60. Thereby, HC in unburned gas can be adsorbed by the HC adsorbent 62, and release of unburned HC into the atmosphere can be suppressed.

また、本実施形態によれば、失火気筒からの未燃ガスをバイパス通路60に取り込むとき以外は、バイパス通路60に排気ガスが流れることを回避することができる。これにより、次のような利点がある。   Further, according to the present embodiment, exhaust gas can be prevented from flowing into the bypass passage 60 except when unburned gas from the misfired cylinder is taken into the bypass passage 60. This has the following advantages.

第1の利点としては、HC吸着材62がHCで一杯になってしまうことを防止することができる。すなわち、HC吸着材62の吸着容量には限界があるので、HC吸着材62に排気ガスを流し続けると、HC吸着材62がHCで一杯になってしまう。すると、失火が発生してHCを多量に含んだ未燃ガスが排出された場合に、HCを吸着することができず、大気中にHCが放出されてしまう。本実施形態によれば、そのような事態を確実に回避することができ、失火気筒からの未燃HCを確実にHC吸着材62に吸着することができる。   As a first advantage, it is possible to prevent the HC adsorbent 62 from becoming full of HC. That is, since the adsorption capacity of the HC adsorbent 62 is limited, if the exhaust gas continues to flow through the HC adsorbent 62, the HC adsorbent 62 becomes full of HC. Then, when misfire occurs and unburned gas containing a large amount of HC is discharged, HC cannot be adsorbed and HC is released into the atmosphere. According to the present embodiment, such a situation can be reliably avoided, and unburned HC from the misfired cylinder can be reliably adsorbed to the HC adsorbent 62.

第2の利点としては、HC吸着材62の温度上昇を確実に抑制することができる。HC吸着材62は、温度が上昇すると、吸着したHCを離脱させる性質を有している。このため、HC吸着材62に排気ガスを流し続けると、HC吸着材62の温度が上昇して、吸着したHCが離脱してしまい、このHCが大気中に放出されてしまう。また、HC吸着材62の温度が上昇すると、HC吸着材62の劣化が進行する。本実施形態によれば、これらの事態を確実に回避することができる。   As a second advantage, the temperature rise of the HC adsorbent 62 can be reliably suppressed. The HC adsorbent 62 has the property of releasing adsorbed HC when the temperature rises. For this reason, if the exhaust gas continues to flow through the HC adsorbent 62, the temperature of the HC adsorbent 62 rises, the adsorbed HC is released, and the HC is released into the atmosphere. Further, when the temperature of the HC adsorbent 62 rises, the deterioration of the HC adsorbent 62 proceeds. According to this embodiment, these situations can be avoided reliably.

なお、HC吸着材62に吸着されたHCを浄化する方法は、特に限定されないが、本実施形態では、例えば次のような手法で行うことができる。排気浄化触媒26が活性した後に、流路切替弁64を少しずつ開いて、HC吸着材62に排気ガスの一部を流す。これにより、HC吸着材62の温度をHC離脱温度まで上昇させて、HCを離脱させる。離脱したHCは、排気浄化触媒26によって浄化される。   A method for purifying HC adsorbed on the HC adsorbent 62 is not particularly limited, but in the present embodiment, for example, the following method can be used. After the exhaust purification catalyst 26 is activated, the flow path switching valve 64 is opened little by little to allow a part of the exhaust gas to flow through the HC adsorbent 62. As a result, the temperature of the HC adsorbent 62 is raised to the HC desorption temperature to desorb HC. The separated HC is purified by the exhaust purification catalyst 26.

[実施の形態4における具体的処理]
図10は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU50が実行するルーチンのフローチャートである。本ルーチンは、内燃機関10の冷間始動後(排気浄化触媒26の未活性時)に実行されるものとする。
[Specific Processing in Embodiment 4]
FIG. 10 is a flowchart of a routine executed by the ECU 50 in the present embodiment in order to realize the above function. This routine is executed after a cold start of the internal combustion engine 10 (when the exhaust purification catalyst 26 is inactive).

冷間始動後は、失火を検知するべく、内燃機関10のクランク軸24の角加速度dω/dtが算出される(ステップ120)。このステップ120の処理は図6のステップ100と同様である。次いで、上記ステップ120で算出された角加速度dω/dtと、所定の失火判定閾値とを比較することにより、失火の有無が判定される(ステップ122)。   After the cold start, the angular acceleration dω / dt of the crankshaft 24 of the internal combustion engine 10 is calculated to detect misfire (step 120). The processing in step 120 is the same as that in step 100 in FIG. Next, the presence / absence of misfire is determined by comparing the angular acceleration dω / dt calculated in step 120 with a predetermined misfire determination threshold value (step 122).

上記ステップ122において、角加速度dω/dtが失火判定閾値を下回った場合には、その気筒において失火が発生したものと判定される。この場合には、次に、輸送遅れ時間Tdが算出される(ステップ124)。このステップ124では、エアフローメータ23で検出される吸入空気量に基づいて排気ガス流量が算出され、その排気ガス流量に基づいて、排気弁36から流路切替弁64までの輸送遅れ時間Tdが算出される。   If the angular acceleration dω / dt falls below the misfire determination threshold in step 122, it is determined that misfire has occurred in the cylinder. In this case, the transport delay time Td is then calculated (step 124). In this step 124, the exhaust gas flow rate is calculated based on the intake air amount detected by the air flow meter 23, and the transport delay time Td from the exhaust valve 36 to the flow path switching valve 64 is calculated based on the exhaust gas flow rate. Is done.

続いて、失火が検知された気筒の排気弁開き時期より、上記ステップ124で算出された輸送遅れ時間Tdだけ後のタイミングが到来したか否かが判別される(ステップ126)。このタイミングが到来したときには、失火した気筒の排気弁36から排出された未燃ガスが、流路切替弁64に到達したと判断できる。そこで、このタイミングの到来を待って、バイパス通路60に排気ガスが流れるように、流路切替弁64が開かれる(ステップ128)。   Subsequently, it is determined whether or not the timing after the transport delay time Td calculated in step 124 has arrived from the exhaust valve opening timing of the cylinder where the misfire has been detected (step 126). When this timing arrives, it can be determined that the unburned gas discharged from the exhaust valve 36 of the misfired cylinder has reached the flow path switching valve 64. Therefore, after the arrival of this timing, the flow path switching valve 64 is opened so that the exhaust gas flows into the bypass passage 60 (step 128).

続いて、失火が検知された気筒の排気弁閉じ時期より、上記ステップ124で算出された輸送遅れ時間Tdだけ後のタイミングが到来したか否かが判別される(ステップ130)。このタイミングが到来したときには、失火した気筒の排気弁36から排出された未燃ガスは、すべてバイパス通路60に導入されたと判断できる。そこで、このタイミングの到来を待って、バイパス通路60に排気ガスが流れないように、流路切替弁64が閉じられる(ステップ132)。   Subsequently, it is determined whether or not the timing after the exhaust valve closing timing of the cylinder where the misfire has been detected has arrived after the transportation delay time Td calculated in step 124 (step 130). When this timing arrives, it can be determined that all the unburned gas discharged from the exhaust valve 36 of the misfired cylinder has been introduced into the bypass passage 60. Therefore, after the arrival of this timing, the flow path switching valve 64 is closed so that the exhaust gas does not flow into the bypass passage 60 (step 132).

以上説明した図10に示すルーチンの処理によれば、失火気筒からの未燃ガスが来たときだけ、バイパス通路60に排気ガスを流すことができる。このため、未燃ガス中のHCをHC吸着材62に確実に吸着させることができる。また、HC吸着材62がHCで一杯になったり、HC吸着材62の温度が上昇して、吸着されたHCが離脱したりすることを確実に防止することができる。   According to the routine process shown in FIG. 10 described above, the exhaust gas can be allowed to flow through the bypass passage 60 only when unburned gas from the misfired cylinder comes. For this reason, HC in unburned gas can be reliably adsorbed by the HC adsorbent 62. Further, it is possible to reliably prevent the HC adsorbing material 62 from being filled with HC or the temperature of the HC adsorbing material 62 from rising and the adsorbed HC from separating.

上述した実施の形態4においては、ECU50が、上記ステップ120および122の処理を実行することにより前記第5の発明における「失火検知手段」が、上記ステップ124〜132の処理を実行することにより前記第5の発明における「吸着制御手段」が、それぞれ実現されている。   In the above-described fourth embodiment, the ECU 50 executes the processes of steps 120 and 122, so that the “misfire detection means” in the fifth aspect of the invention executes the processes of steps 124 to 132. The “adsorption control means” in the fifth invention is realized.

本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the system configuration | structure of Embodiment 1 of this invention. 図示トルク、筒内ガス圧トルクおよび慣性トルクの特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of illustration torque, in-cylinder gas pressure torque, and inertia torque. クランク軸の角加速度を算出する方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the method of calculating the angular acceleration of a crankshaft. 本発明の実施の形態1における失火検知方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the misfire detection method in Embodiment 1 of this invention. 失火気筒から排出された未燃ガスをEGR通路を通して吸気通路に還流させる場合のEGR弁制御方法を示す図である。It is a figure which shows the EGR valve control method in the case of returning the unburned gas discharged | emitted from the misfire cylinder to an intake passage through an EGR passage. 本発明の実施の形態1において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 1 of the present invention. 失火が発生した場合における空燃比センサの出力を示す図である。It is a figure which shows the output of the air fuel ratio sensor in case a misfire occurs. V型8気筒エンジンの各気筒の排気弁開弁期間の重なりを示す図である。It is a figure which shows the overlap of the exhaust valve opening period of each cylinder of a V type 8 cylinder engine. 本発明の実施の形態4のシステム構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the system configuration | structure of Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態4において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 4 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 内燃機関
12 ピストン
16 吸気通路
18 排気通路
20 スロットル弁
22 サージタンク
23 エアフローメータ
24 クランク軸
26 排気浄化触媒
28 燃料インジェクタ
32 吸気弁
36 排気弁
42 クランク角センサ
44 アクセルポジションセンサ
46 EGR通路
48 EGR弁
50 ECU
52 水温センサ
54 空燃比センサ
60 バイパス通路
62 HC吸着材
64 流路切換弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 12 Piston 16 Intake passage 18 Exhaust passage 20 Throttle valve 22 Surge tank 23 Air flow meter 24 Crankshaft 26 Exhaust purification catalyst 28 Fuel injector 32 Intake valve 36 Exhaust valve 42 Crank angle sensor 44 Accelerator position sensor 46 EGR passage 48 EGR valve 50 ECU
52 Water temperature sensor 54 Air-fuel ratio sensor 60 Bypass passage 62 HC adsorbent 64 Channel switching valve

Claims (6)

内燃機関の排気通路と吸気通路とを接続するEGR通路と、
前記EGR通路を開閉するEGR弁と、
前記内燃機関のクランク軸の回転角度を検出するクランク角センサと、
前記クランク角センサの信号に基づいて、失火の発生を検知する失火検知手段と、
前記EGR弁を閉じることによりEGRが停止されているときに、前記失火検知手段により失火が検知された場合に、その失火した気筒から排出される未燃ガスが前記EGR通路を通って前記吸気通路に還流するように、前記EGR弁を一時的に開く未燃ガス還流手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
An EGR passage connecting an exhaust passage and an intake passage of the internal combustion engine;
An EGR valve that opens and closes the EGR passage;
A crank angle sensor for detecting a rotation angle of a crankshaft of the internal combustion engine;
Misfire detection means for detecting the occurrence of misfire based on the signal of the crank angle sensor;
When the EGR is stopped by closing the EGR valve, if misfire is detected by the misfire detection means, unburned gas discharged from the misfired cylinder passes through the EGR passage and the intake passage. Unburned gas recirculation means for temporarily opening the EGR valve so as to recirculate to
A control device for an internal combustion engine, comprising:
排気弁から前記EGR通路までの排気ガスの輸送遅れ時間を算出する輸送遅れ時間算出手段を備え、
前記未燃ガス還流手段は、前記失火した気筒の排気弁開弁期間を前記算出された輸送遅れ時間だけ遅らせた期間において前記EGR弁を開くことを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。
A transport delay time calculating means for calculating a transport delay time of the exhaust gas from the exhaust valve to the EGR passage;
2. The control of an internal combustion engine according to claim 1, wherein the unburned gas recirculation means opens the EGR valve during a period in which an exhaust valve opening period of the misfired cylinder is delayed by the calculated transport delay time. apparatus.
空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段の検出結果に基づいて、前記輸送遅れ時間を補正するための学習値を取得する学習手段と、
前記学習値に基づいて前記輸送遅れ時間を補正する輸送遅れ時間補正手段と、
を備えることを特徴とする請求項2記載の内燃機関の制御装置。
Air-fuel ratio detecting means for detecting the air-fuel ratio;
Learning means for acquiring a learning value for correcting the transport delay time based on a detection result of the air-fuel ratio detection means;
Transport delay time correcting means for correcting the transport delay time based on the learned value;
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, further comprising:
前記内燃機関は、複数気筒の排気弁開弁期間が時間的に重なるものであり、
前記未燃ガス還流手段により前記EGR弁が一時的に開かれた場合に、前記EGR通路を通って前記吸気通路に還流するガスに、前記失火した気筒の排気弁開弁期間と重なる排気弁開弁期間を有する気筒から排出された不活性ガスが混入する割合を算出する不活性ガス割合算出手段と、
前記不活性ガス割合算出手段により算出された割合に基づいて、燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段と、
を備えることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。
In the internal combustion engine, exhaust valve opening periods of a plurality of cylinders overlap in time,
When the EGR valve is temporarily opened by the unburned gas recirculation means, the exhaust valve opening overlapping the exhaust valve opening period of the misfired cylinder is added to the gas recirculating to the intake passage through the EGR passage. An inert gas ratio calculating means for calculating a ratio of the inert gas discharged from the cylinder having the valve period;
Fuel injection amount correcting means for correcting the fuel injection amount based on the ratio calculated by the inert gas ratio calculating means;
The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
内燃機関の排気通路をバイパスするバイパス通路と、
前記バイパス通路に設けられ、排気ガス中のHCを吸着する機能を有するHC吸着材と、
排気ガスを前記バイパス通路に流す状態と流さない状態とを切り替える流路切替弁と、
前記内燃機関のクランク軸の回転角度を検出するクランク角センサと、
前記クランク角センサの信号に基づいて、失火の発生を検知する失火検知手段と、
常時は前記バイパス通路に排気ガスを流さず、前記失火検知手段により失火が検知された場合には前記バイパス通路に一時的に排気ガスを流すことにより、その失火した気筒から排出される未燃ガスが前記HC吸着材を通過するように前記流路切替弁を制御する吸着制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
A bypass passage for bypassing the exhaust passage of the internal combustion engine;
An HC adsorbent provided in the bypass passage and having a function of adsorbing HC in the exhaust gas;
A flow path switching valve that switches between a state of flowing exhaust gas through the bypass passage and a state of not flowing the exhaust gas;
A crank angle sensor for detecting a rotation angle of a crankshaft of the internal combustion engine;
Misfire detection means for detecting the occurrence of misfire based on the signal of the crank angle sensor;
When the misfire is detected by the misfire detection means without always flowing the exhaust gas through the bypass passage, the unburned gas discharged from the misfired cylinder is caused to flow temporarily through the bypass passage. Adsorbing control means for controlling the flow path switching valve so as to pass through the HC adsorbent,
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記失火検知手段は、前記内燃機関の往復慣性質量による慣性トルクの平均値がほぼ0となるクランク角の区間における平均のクランク角加速度に基づいて、失火の発生を検知することを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項記載の内燃機関の制御装置。   The misfire detection means detects the occurrence of misfire based on an average crank angular acceleration in a crank angle section where an average value of inertia torque due to reciprocating inertial mass of the internal combustion engine is substantially zero. Item 6. The control device for an internal combustion engine according to any one of Items 1 to 5.
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